第五章　第1讲　原子结构　核外电子排布原理-2025年高中化学高考备考

第五章物质结构与性质元素周期律第1讲原子结构核外电子排布原理课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.认识原子结构。2.知道元素、核素的含义，了解原子核外电子的排布。3.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。知道电子运动的能量状态具有量子化的特征（能量不连续），电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。知道电子的运动状态（空间分布及能量）可通过原子轨道和电子云模型来描述。4.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理，认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。知道1～36号元素基态原子核外电子的排布原子结构2023江苏，T5；2023湖南，T2；2022天津，T10；2022山东，T3；2022年6月浙江，T7；2021北京，T2；2021天津，T3；2021辽宁，T2；2021广东，T3；2021上海，T2；2020全国Ⅰ，T11；2020年7月浙江，T7；2020江苏，T2；2019上海，T1；2019天津，T7证据推理与模型认知：建立核外电子运动模型、核外电子排布的构造模型、原子轨道模型，描述核外电子的运动状态构造原理核外电子排布2023湖北，T5；2023年1月浙江，T10；2022全国甲，T35；2022湖南，T18；2022广东，T20；2021全国乙，T35；2021天津，T13；2021山东，T16；2021湖南，T18；2021河北，T17；2020年1月浙江，T16；2019江苏，T21；2019全国Ⅲ，T35命题分析预测1.高考常结合阿伏加德罗常数考查原子结构，结合新材料考查基态粒子核外电子排布、电子云形状和电子运动状态等，结合核外电子排布考查元素推断。2.2025年高考仍会延续目前的考查方式，可能会更加注重结合新材料、新信息、新物质结构考查基态粒子核外电子排布模型化视角通过建立核外电子运动模型、核外电子排布的构造模型、原子轨道模型等，理解内涵、掌握规律。如：原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式，逐步细化核外电子的运动状态。考点1原子结构1.原子结构（1）构成原子的微粒及作用（2）微粒之间的数目关系①阳离子的核外电子数＝[4]质子数－阳离子所带的电荷数；②阴离子的核外电子数＝[5]质子数＋阴离子所带的电荷数。（3）微粒符号周围数字的含义2.元素、核素、同位素（1）“三素”概念的辨析（2）同位素的特征①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数（丰度）不变。（3）几种重要的核素核素

92

6

1

1

8用途核燃料考古断代制氢弹示踪原子1.易错辨析（设NA为阿伏加德罗常数的值）。（1）[2023上海改编]2022年6月，由来自德国、日本、美国和中国等国的科学家组成的国际科研团队在《自然》杂志发表论文证实“四中子态”物质的存在。该物质只由四个中子组成，则其质量数是4。（√）（2）常温常压下，16g14CH4中所含中子数为8NA。（✕）（3）甲酸、硬脂酸互为同系物。（√）（4）83209Bi和

83210Bi的核外电子排布、原子结构示意图均相同。（5）16O2与18O2互为同素异形体。（✕）（6）通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。（✕）（7）[海南高考改编]同温、同压、同体积的CO和NO含有的质子数相等。（✕）（8）92235U和

92238U互为同位素。（9）C70和纳米碳管互为同素异形体。（√）2.某阳离子Mn＋的核外有x个电子，核内有y个中子，则M原子的质量数为（B）A.y－x－n B.y＋x＋nC.y＋x－n D.y－x＋n3.现有下列7种微粒：11H、

12H、

613C、

614（1）11H、12H分别是氢元素的一种核素，它们互称为（2）互为同素异形体的微粒是

816O2和

816（3）上述7种微粒中含有6种核素，含有4种元素。命题点1微粒的构成与微粒中“粒子数目”的确定1.[2021天津]核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一。氘（12H）是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是（BA.

12HB.12HC.12D.12解析12H的质量数是2，中子数＝质量数－质子数＝1，A项错误。原子的核电荷数＝质子数，B项正确。11H的质量比

12H的小，C命题拓展[2021上海]以下关于氚的说法正确的是（D）A.质子数为2 B.电子数为3C.质量数为4 D.氚原子和1H化学性质相似解析氚（13H）的质子数为1，A项错误；对于原子，其质子数等于电子数，故氚的电子数为1，B项错误；氚（13H）的质量数为3，C项错误；氚原子和12.[上海高考]下列微粒中电子数大于质子数的是（B）A.H3O＋ B.O2－C.188O D.解析H3O＋中质子数为11、电子数为10，A项错误；O2－中质子数为8，电子数为10，B项正确；188O中质子数、电子数均为8，C项错误；中质子数、电子数均为8，D项错误。命题点2元素、核素、同位素等概念的辨析3.下列叙述正确的是（A）A.[2022浙江]32S和34S互为同位素B.[浙江高考]35Cl和37Cl是两种不同的元素C.[浙江高考]单晶硅和石英互为同素异形体D.[浙江高考]C60和C70是具有相同质子数的不同核素解析32S和34S的质子数相同，中子数不同，互为同位素，A项正确。35Cl和37Cl的质子数相同，中子数不同，是氯元素的两种不同的核素，B项错误。同素异形体为同种元素形成的不同单质，石英为化合物，C项错误。C60和C70均为单质，不是核素，D项错误。技巧点拨元素、核素、同位素、同素异形体的辨析元素核素同位素同素异形体本质质子数相同的一类原子质子数、中子数都一定的一种原子质子数相同、中子数不同的核素之间的互称同种元素形成的不同单质之间的互称研究对象原子原子原子单质特性只有种类，没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同组成元素相同、物理性质差异较大决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数构成和结构举例H、C、O三种元素1H、2H、3H三种核素12C与14C互为同位素O2与O3互为同素异形体4.[2022山东]813O、815O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：816O＋

23He813A.X的中子数为2B.X、Y互为同位素C.813O、D.自然界不存在

813O2、8解析根据合成反应中质子数和质量数守恒，可推断X为

26He、Y为

24He，X的中子数为6－2＝4，A项错误；26He、24He的质子数相同，中子数不同，互为同位素，B项正确；813O、815O的半衰期很短，不能用作示踪原子研究化学反应历程，C项错误；自然界不存在

考点2构造原理核外电子排布1.能层、能级能层一二三四五……能层符号KLMNO……能级符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………原子轨道数11313513571…………最多容纳电子数22626102610142…………281832…………注意（1）多电子原子中，同一能层各能级的能量由低到高的顺序为[1]ns、np、nd、nf……第n层中有[2]n个能级，如L层，有[3]2s、2p两个能级。（2）能层和能级确定电子的[4]能量状态。2.原子轨道量子力学把电子在原子核外的一个[5]空间运动状态称为一个原子轨道。（1）原子轨道形状原子轨道原子轨道的形状与取向原子轨道数形状取向ns[6]球形1np[7]哑铃（纺锤）形[8]相互垂直3nd花瓣形5nf7（2）能量高低①相同能层上原子轨道能量：ns＜np＜nd＜nf……②形状相同的原子轨道能量：1s＜2s＜3s＜4s……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如npx、npy、npz轨道（简并轨道）的能量相等。注意原子轨道确定电子的空间运动状态。3.电子云电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的[9]概率密度分布的形象化描述。电子云图是用小黑点疏密来表示电子在原子核外空间出现[10]概率大小的一种图形，小黑点越密表示电子出现概率越[11]大。4.核外电子分层排布规律5.核外电子能级排布6.基态粒子核外电子排布的表示方法表示方法含义示例原子或离子结构示意图表示核外电子分层排布和核内质子数Na：[25]Na＋：[26]电子式表示原子最外层电子数目Cl：[27]∶Cl····核外电子排布式表示每个能级上排布的电子数S：[28]1s22s22p63s23p4或[29][Ne]3s23p4S2－：[30]1s22s22p63s23p6轨道表示式（电子排布图）表示每个原子轨道中电子的运动状态O：[31]价层电子排布式或排布图表示价层电子的排布S：3s23p7.基态、激发态原子的相互转化及原子光谱（1）基态与激发态原子的转化关系（2）原子光谱与光谱分析概念不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析应用发现元素、检测一些物质的存在与含量等1.易错辨析。（1）同位素的核外电子排布相同。（√）（2）最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子。（✕）（3）当M层是最外层时，最多可排布18个电子。（✕）（4）某原子M层上电子数可能为L层上电子数的4倍。（✕）（5）p能级的能量一定比s能级的能量高。（✕）（6）基态磷原子的轨道表示式为。（✕）（7）同一原子中，2p、3p、4p能级的原子轨道数依次增多。（✕）（8）2p轨道和3p轨道均为哑铃形，能量也相等。（✕）（9）2px、2py、2pz的能量相等。（√）（10）[2023上海]Cl－的最外层电子排布式是3s23p5。（✕）（11）[2023湖北]用电子云轮廓图表示H—H的s－sσ键形成的示意图：（√）（12）[2023北京]2pz电子云图为。（√）（13）[2023北京]基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为。（✕）（14）[2023浙江]碳的基态原子轨道表示式：。（✕）（15）[2023浙江]能量最低的激发态N原子的电子排布式：1s22s12p33s1。（✕）2.基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，价层电子轨道表示式为，从原子结构角度分析Fe3＋比Fe2＋稳定的原因Fe3＋的价层电子排布式为3d5，Fe2＋的价层电子排布式为3d6，前者为半充满状态，而后者既不是半充满状态，也不是全充满或全空状态，故Fe3＋更稳定。3.从原子结构角度分析黑色CuO在空气中加热可以转化为红色的Cu2O的原因基态Cu的价层电子排布式为3d104s1，基态Cu2＋的价层电子排布式为3d9，基态Cu＋的价层电子排布式为3d10。根据能量相同的原子轨道在全空、全充满和半充满状态时，体系的能量较低，则Cu2O更稳定。4.从原子结构角度分析基态原子的第二电离能I2Cu＞I2Zn的原因基态Zn原子的价层电子排布式为3d104s2，失去一个电子后变为3d104s1，易再失去一个电子达到3d10全充满稳定结构；基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1，失去一个电子后达到3d10全充满稳定结构，不易失去第二个电子。5.焰火呈现五颜六色的原因是光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。焰色试验就是某些金属原子的电子在高温火焰中吸收能量，使原子外层的电子从基态跃迁到激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内便跃迁到基态或能量较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态或能量较低的能级跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。6.吸收光谱和发射光谱的特征的区别是吸收光谱的特征：亮背景、暗线，线状不连续。发射光谱的特征：暗背景、亮线，线状不连续。7.以下属于硅原子激发态的电子排布式的有BD（填标号，下同），其中能量最高的是D。A.1s22s22p63s23p2B.1s22s22p63s13p3C.1s22s22p63s13p2D.1s22s22p63s13p24s1命题点1基态粒子的核外电子排布的表示方法1.[电子排布式]（1）[2023北京]基态S原子价层电子排布式是3s23p4。（2）[2021河北]在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是K＋、P3－（填离子符号）。（3）[全国Ⅱ高考]基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。（4）[海南高考]Al在周期表中的位置为第三周期第ⅢA族。基态Zn的价层电子排布式为3d104s2。解析（1）S是16号元素，位于第三周期第ⅥA族，基态S原子价层电子排布式为3s23p4。（2）KH2PO4中的四种元素形成的简单离子分别为K＋、H＋、P3－、O2－，分别有3、0、3、2个电子层，且K＋、P3－最外层均为8电子，因此核外电子排布相同的是K＋、P3－。（3）Ti是22号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。（4）Al位于周期表第三周期第ⅢA族。Zn的原子序数是30，其基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，基态Zn的价层电子排布式为3d104s2。2.[电子排布图]（1）[2023广东]基态Fe2＋的3d电子轨道表示式为。（2）[2022全国甲]基态F原子的价电子排布图（轨道表示式）为。（3）[2021湖南]基态硅原子最外层的电子排布图为。解析（1）基态Fe2＋由Fe原子（价层电子排布式为3d64s2）失去2个电子得到，所以其3d电子轨道表示式为。（2）F的原子序数为9，价电子数为7，根据泡利原理和洪特规则，即可画出其基态原子的价电子排布图。（3）硅原子核外有14个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，其基态原子最外层的电子排布图为3s。技巧点拨基态原子电子排布式的书写方法（以Cr为例）1.首先确定该原子的原子序数，Cr的原子序数为24。2.根据构造原理写出该原子填充电子的能级，如Cr：1s2s2p3s3p4s3d。3.根据每个能级最多能容纳的电子数，按照上述能级顺序填充电子，如Cr：1s22s22p63s23p64s23d4。4.验证是否符合洪特规则特例（原子轨道在全充满、半充满或全空时能量最低），若符合，则调整最后两个能级填充的电子数，如Cr：1s22s22p63s23p64s13d5。5.将相同能层的能级书写在一起，如Cr：1s22s22p63s23p63d54s1。6.简写方法：把电子排布式中内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分用相应的稀有气体元素的符号外加方括号来表示，如Cr：[Ar]3d54s1。命题点2电子云和核外电子运动状态3.（1）[2021全国乙]对于基态Cr原子，下列叙述正确的是AC（填标号）。A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1B.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大（2）[2021河北]原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋12表示，与之相反的用－12表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为＋32（或－3（3）[全国Ⅲ高考改编]镁元素基态原子核外M层电子的自旋状态相反（填“相同”或“相反”）。（4）[全国Ⅱ高考]基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃（或纺锤）形。（5）[上海高考]铝原子核外电子云有4种不同的伸展方向，有13种不同运动状态的电子。解析（1）Cr是24号元素，基态Cr原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1，3d轨道处于半充满状态，此时体系总能量低，A项正确；4s电子能量较高，但其并不总是在比3s电子离核更远的地方运动，B项错误；因为Cr原子半径小于K，故电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大，C项正确。（2）基态磷原子的价电子轨道表示式为3s，3p能级的3个原子轨道上的电子自旋平行，故基态磷原子的价电子自旋磁量子数的代数和为＋32或－32。（3）Mg为12号元素，M层只有2个电子，排布在3s轨道上，基态镁原子核外M层电子的轨道表示式为，电子自旋状态相反。（4）基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，电子占据的最高能级为3p，p能级的电子云轮廓图形状为哑铃（纺锤）形。（5）基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级，ns、np电子云分别有1种、3种伸展方向，核外13个电子的运动状态各不相同。命题点3核外电子排布与元素推断4.[2023浙江]X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是（B）A.电负性：Z＞XB.最高正价：Z＜MC.Q与M的化合物中可能含有非极性共价键D.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞Y解析Y的s能级电子数量是p能级的两倍，则电子排布式为1s22s22p2，则Y为C元素；X的2s轨道全充满，五种短周期元素的原子序数依次增大，则X为Be或B元素；M是地壳中含量最多的元素，则M为O元素；Z为N元素；Q是纯碱中的一种元素，则Q为Na元素。一般来说，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性N＞Be（或B），A项正确；N的最高正价为＋5，但O无最高正价，B项错误；Na和O形成的Na2O2中O和O之间为非极性共价键，C项正确；非金属性N＞C，故酸性：HNO3＞H2CO3，D项正确。1.[2022天津]下列叙述错误的是（D）A.H2O是极性分子B.818OC.O2与O3互为同素异形体D.和互为同系物解析H2O为V形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子，A项正确；818O原子的中子数为18－8＝10，B项正确；O2、O3为氧元素的两种不同单质，互为同素异形体，C项正确；属于酚，属于醇，二者不互为同系物，D2.[2022北京]38Sr（锶）的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是（A）A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族B.可用质谱法区分87Sr和86SrC.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48D.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同解析Sr和Mg、Ca同主族，位于元素周期表第五周期第ⅡA族，A项错误；87Sr和86Sr的质量数不同，可用质谱法区分，B项正确；Sr的质子数为38，87Sr的中子数为87－38＝49，86Sr的中子数为86－38＝48，C项正确；根据题意可知，D项正确。3.[粒子半径比较]下列四种粒子中，半径由大到小的排列顺序正确的是（C）①基态X的原子结构示意图：②基态Y的价电子排布式：3s23p5③Z2－的电子排布图：④基态W有2个能层，电子式为·:W··A.①＞②＞③＞④ B.③＞④＞①＞②C.③＞①＞②＞④ D.①＞②＞④＞③解析①基态X的原子结构示意图为，则X为S。②基态Y的价电子排布式为3s23p5，则Y为Cl。③Z2－的电子排布图为，则Z2－为S2－。④基态W有2个能层，结合电子式可知W为F。四种粒子的半径大小顺序为S2－＞S＞Cl＞F，即③＞①＞②＞④，C项正确。4.[2021上海]（1）硫原子核外有16种运动状态不同的电子，其能量最高的电子所占电子亚层符号为3p，与硫同周期的原子中半径最小的是Cl（写出元素符号）。（2）斜方硫和单斜硫都是常见单质，它们互为同素异形体，CS2的电子式为S····∶∶C∶∶S5.（1）[全国Ⅱ高考]Fe成为阳离子时首先失去4s轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为4f5。（2）[全国Ⅱ高考]基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形。解析（1）Fe的价层电子排布式为3d64s2，其阳离子Fe2＋、Fe3＋的价层电子排布式分别是3d6、3d5，Fe成为Fe2＋和Fe3＋时，均首先失去4s轨道上的电子；Sm失去3个电子成为Sm3＋时首先失去6s轨道上的2个电子，然后失去4f轨道上的1个电子，故Sm3＋的价层电子排布式为4f5。（2）基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，电子占据最高能级为3p，p能级的电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形。1.高铁动车车厢禁止吸烟。高铁装有的离子式烟雾传感器具有稳定性好、灵敏度高的特点，其主体是一个放有镅（95241Am）放射源的电离室。下列关于

95241Am的说法不正确的是A.质子数为95 B.中子数为146C.质量数为241 D.核外电子数为146解析根据原子中核电荷数＝质子数＝核外电子数、质量数＝质子数＋中子数可知，95241Am的核外电子数＝质子数＝95，质量数为241，中子数＝241－95＝1462.[2024模拟组合]下列化学用语正确的是（B）A.[贵阳摸底考试]基态氮原子的轨道表示式：B.[浙江名校联考]Cr3＋的最外层电子排布式：3s23p63d3C.[惠州模拟]Be原子最外层电子的电子云轮廓图为D.[南京六校联考]基态S原子核外价电子的轨道表示式为解析由泡利原理和洪特规则知，基态氮原子的轨道表示式为，A项错误；Cr的核外电子排布式为[Ar]3d54s1，Cr失去3个电子得到Cr3＋，所以Cr3＋的最外层电子排布式为3s23p63d3，B项正确；Be原子最外层电子为2s能级的电子，其电子云轮廓图为球形，C项错误；基态S原子核外价电子的轨道表示式为，D项错误。3.[2023太原名校考试改编]《GreenChemistry》报道了我国学者发明的低压高效电催化还原CO2的新方法，其反应为NaCl＋CO2通电CO＋NaClO。下列叙述错误的是（A.钠原子核外电子有11种运动状态B.Na和Cl形成离子键的过程为C.与C同主族的Ge价电子排布式为4s24p2D.基态Cl原子价电子的轨道表示式为解析钠原子核外有11个电子，每个电子的运动状态不同，故有11种运动状态，A项正确；钠原子失电子形成钠离子，氯原子得电子形成氯离子，二者通过静电作用，形成离子键，B项正确；Ge为第四周期第ⅣA族元素，价电子排布式为4s24p2，C项正确；基态Cl原子的价电子排布式为3s23p5，则价电子的轨道表示式为，D项错误。4.下列说法正确的是（A）A.[浙江高考]818O表示中子数为B.[浙江高考]金刚石和石墨互为同素异形体，两者之间不能相互转化C.[2021浙江]14N2和15N2互为同位素D.[2021浙江]Fe2C和Fe3C互为同素异形体解析金刚石和石墨在一定条件下可以相互转化，B项错误；14N2和15N2均为氮气分子，不能互称为同位素，C项错误；Fe2C和Fe3C均为化合物，不能互称为同素异形体，D项错误。5.[2023广东佛山部分学校考试改编]现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p3、④1s22s22p5。下列有关比较正确的是（A）A.第一电离能：④＞③＞②＞①B.原子半径：④＞③＞②＞①C.电负性：①＞②＞③＞④D.最高正化合价：③＞②＞①解析由题给基态原子的电子排布式可知，①为Si，②为P，③为N，④为F。同主族元素从上到下第一电离能逐渐降低，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，因此第一电离能：F＞N＞P＞Si，A项正确；同主族元素从上向下，原子半径逐渐增大，同周期元素从左向右，原子半径逐渐减小，因此原子半径：Si＞P＞N＞F，B项错误；元素的非金属性越强，则电负性越大，同周期主族元素从左到右电负性逐渐增强，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，因此电负性：F＞N＞P＞Si，C项错误；一般情况下，元素的最高正化合价等于其族序数，最高正化合价：Si＜P＝N，D项错误。6.[全国Ⅲ高考]下列叙述正确的是（B）A.24g镁与27g铝中，含有相同的质子数B.同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同C.1mol重水与1mol水中，中子数比为2∶1D.1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同解析24g镁与27g铝的物质的量均为1mol，但Mg、Al的质子数分别为12、13，A项错误；1molO2含有16mol电子，1molO3含有24mol电子，质量相同（设为mg）的O2、O3中含有电子的物质的量分别为m32×16mol＝m2mol、m48×24mol＝m2mol，B项正确；1molD2O含有10mol中子，1molH2O含有8mol中子，C项错误；1molCH3CH3含有7mol共价键，1molCH2CH27.下列对原子核外电子运动状态的描述正确的是（D）A.电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转B.能量低的电子只能在s原子轨道上运动，能量高的电子总是在f原子轨道上运动C.能层序数越小，s原子轨道的半径越大D.在同一能级上运动的电子，其运动状态一定不同解析电子的运动没有固定的轨道，也不能描绘出它的运动轨迹，A项错误。原子轨道能量的高低取决于能层序数和原子轨道的类型，不能只从原子轨道的类型来判断，例如7s原子轨道的能量比4f原子轨道的能量高，B项错误。相同类型的原子轨道，能层序数越大，能量越高，电子运动的区域越大，原子轨道的半径越大，C项错误。根据泡利原理和洪特规则可知，一个原子中不存在运动状态完全相同的2个电子，D项正确。8.[电子云和原子轨道的理解误区]电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。下列有关电子云的说法正确的是（B）A.概率密度的大小体现了电子数目的多少B.概率密度的大小体现了电子在空间某处出现概率的大小C.基态C原子的1s电子的电子云和2s电子的电子云完全相同D.基态Li原子的1s电子的电子云和2s电子的电子云形状不同解析电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，体现了电子在空间某处出现概率的大小，而不是电子数目的多少，A项错误，B项正确。1s、2s电子的电子云形状相同，都是球形，但球的半径不同，C、D项错误。9.[全国Ⅰ高考]下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为D、C（填标号）。A. B.C. D.解析根据能级能量E（1s）＜E（2s）＜E（2p）判断，能量最低的为D，能量最高的为C。10.[2023重庆八中模拟等组合]根据要求回答下列问题：（1）基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，其核外电子占据的原子轨道有9种伸展方向。（2）钴及其化合物有重要的用途，探究其结构有重要意义。基态Co的价电子排布式是3d74s2，价电子轨道表示式是，在元素周期表中，该元素位于d（填“d”或“ds”）区。解析（1）基态铜原子的价电子为其3d、4s能级上的电子，其基态价电子排布式为3d104s1，基态Cu原子核外电子占据的轨道有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s，其中s轨道有1种伸展方向，p轨道有3种伸展方向，d轨道有5种伸展方向，因此共有9种伸展方向。（2）基态Co的价电子排布式是3d74s2，根据构造原理，其价电子轨道表示式是↑↓↑↓↑↑↑3d↑↓4s。在元素周期表中，钴位于第四周期Ⅷ族，即位于d区。11.[2023河南名校摸底考试等组合]（1）锰酸锂（LiMn2O4）电池具有原料成本低、合成工艺简单等优点。原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋12表示，与之相反的用－12表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态Li原子，其核外电子自旋磁量子数的代数和为＋12或－12。基态Mn原子核外价电子的运动状态有（2）光电材料[氟代硼铍酸钾晶体（KBe2BO3F2）等]是目前科学家特别关注的材料。基态B原子中有3种能量不同的电子，存在未成对电子的能级电子云有3种伸展方向。（3）基态碳原子的电子占据的最高能级的电子云轮廓图形状为纺锤形（或哑铃形）。（4）Ti原子位于元素周期表中的d区，最高能层电子的电子云轮廓图形状为球形。解析（1）基态Li原子核外电子排布图为，故其核外电子自旋磁量子数的代数和为＋12或－12；核外价电子的运动状态种类数＝核外价电子总数，基态Mn原子核外价电子数为7，故基态Mn原子核外价电子的运动状态有7种。（2）基态B原子的核外电子排布式为1s22s22p1，1s、2s、2p中电子的能量不同，则有3种能量不同的电子。2p能级存在未成对电子，p能级电子云有3种伸展方向，为px、py、pz。（3）基态碳原子的电子排布式是1s22s22p2，占据的最高能级是2p，电子云轮廓图形状为纺锤形（哑铃形）。（4）Ti是22号元素，其核外电子排布式为[Ar]3d24s2，电子最后占据3d能级，故Ti位于元素周期表中的d区；最高能层电子位于4s12.（1）[2023天津模拟]写出基态Zn2＋的电子排布式：1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）。Sn与C均为第ⅣA族元素，基态Sn原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为1∶3（或3∶1）。（2）[2023四川石室中学模拟]基态铜原子的核外电子有15种空间运动状态。与Cu元素同周期，基态原子有2个未成对电子的金属元素有3种。解析（1）基态Zn原子的电子排布式为1s22s22p63s23